DE1426765B2 - External and parallel axis rotary piston machine - Google Patents

External and parallel axis rotary piston machine

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DE1426765B2
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Shigeyoschi Tokio Nagata
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Oval Gear Engineering Co. Ltd., Tokio
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C1/00—Rotary-piston machines or engines
    • F01C1/08—Rotary-piston machines or engines of intermeshing engagement type, i.e. with engagement of co- operating members similar to that of toothed gearing
    • F01C1/082—Details specially related to intermeshing engagement type machines or engines
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01C1/08—Rotary-piston machines or engines of intermeshing engagement type, i.e. with engagement of co- operating members similar to that of toothed gearing
    • F01C1/12—Rotary-piston machines or engines of intermeshing engagement type, i.e. with engagement of co- operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type
    • F01C1/126—Rotary-piston machines or engines of intermeshing engagement type, i.e. with engagement of co- operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with elements extending radially from the rotor body not necessarily cooperating with corresponding recesses in the other rotor, e.g. lobes, Roots type

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Description

genügen, wobei R1 ein Radiusvektor des Kolbens mit dem kleinsten Radiusvektor B, R2 ein Radiusvektor des anderen Kolbens mit dem maximalen Radius Ra2 und Q1 sowie g2 die Radien der Rollkurven der Führungszahnräder sind.Sufficient, where R 1 is a radius vector of the piston with the smallest radius vector B, R 2 is a radius vector of the other piston with the maximum radius R a2 and Q 1 and g 2 are the radii of the rolling curves of the guide gears.

= dAl = dA l

wobei dAi bzw. d A2 die jeweiligen Flächenzunahmen durch Drehung der Kolben I bzw. II sind.where dAi and d A 2 are the respective increases in area due to the rotation of pistons I and II.

(Rj- B2) ρ2 = (R2 a2 -RDq1 (Rj- B 2 ) ρ 2 = (R 2 a2 -RDq 1

genügen, wobei R1 ein Radiusvektor des Kolbens mit dem kleinsten Radiusvektor B, R2 ein Radiusvektor des anderen Kolbens mit dem maximalen Radius Ra2 und Q1 sowie Q2 die Radien der Rollkurven der Führungszahnräder sind.Sufficient, where R 1 is a radius vector of the piston with the smallest radius vector B, R 2 is a radius vector of the other piston with the maximum radius R a2 and Q 1 and Q 2 are the radii of the rolling curves of the guide gears.

Für die Erfindung ist es somit wesentlich, daß zum Erzeugen eines nicht pulsierenden Förderstromes nur ein einziges Paar miteinander im Kämmeingriff stehender Kolben verwendet wird. Hierdurch werden die Herstellung von derartigen Rotationskolbenmaschinen wesentlich vereinfacht und auch die Herstellungskosten niedrig gehalten.It is therefore essential for the invention that in order to generate a non-pulsating delivery flow only a single pair of intermeshing pistons is used. This will be the production of such rotary piston machines is significantly simplified, as well as the production costs kept low.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert.An embodiment of the subject invention is shown in the drawing and is in explained in more detail below.

Bei dem dargestellten Kolben kann eine Änderung des Saugstroms Q durch Änderung der Fläche A infolge der Rotation der Kolben I und II bewirkt werden. Dabei ergibt sich der nachfolgend wiedergegebene Zusammenhang zwischen einem beliebig kleinen Teil dA der Flächet und den Rotationswinkeln X1, X2 der Kolben I und II:In the piston shown, a change in the suction flow Q can be brought about by changing the area A as a result of the rotation of the pistons I and II. This results in the following relationship between an arbitrarily small part dA of the area and the angles of rotation X 1 , X 2 of pistons I and II:

IdA = (R2 al -IdA = (R 2 al -

+(R2 a2 -R2)dX2, (1) + (R 2 a2 -R 2 ) dX 2 , (1)

wobei R1 und A2 Radiusvektoren der Kolben und Rai und Ra2 die maximalen Radien der Kolben sind.where R 1 and A 2 are radius vectors of the pistons and R ai and R a2 are the maximum radii of the pistons.

Wenn sich die Profile F1, F2 der Kolben I und II in einem Punkt C berühren und eine gemeinsame Normale CP der Profilkurven bei C die Verbindungslinie O102 zwischen den Mittelpunkten beim Punkt P schneidet, dann fällt der Punkt P mit dem Berührungspunkt der Rollkurven E1 und E2 der Führungszahnräder zusammen, und es ist If the profiles F 1 , F 2 of the pistons I and II touch at a point C and a common normal C P of the profile curves at C intersects the connecting line O 1 0 2 between the midpoints at point P , then point P also falls the point of contact of the rolling curves E 1 and E 2 of the guide gears together, and it is

X1 = i>2dX2, X 1 = i> 2 dX 2 ,

Die Erfindung betrifft eine außen- und parallelachsige Rotationskolbenmaschine mit Kämmeingriff zwischen zwei Kolben mit ungleicher, nicht kreisförmiger Querschnittsform, und mit zeitlich gleichbleibender Fördermenge. Eine derartige Rotationskolbenmaschine ist aus der deutschen Patentschrift 518 994 bekannt.The invention relates to an external and parallel axis rotary piston machine with meshing engagement between two pistons with unequal, non-circular cross-sectional shape, and with a constant over time Delivery rate. Such a rotary piston machine is from the German patent 518 994 known.

Um bei der bekannten als Pumpe ausgebildeten Maschine periodische Schwankungen der Fördermenge zu vermeiden, werden zwei oder mehrere Maschineneinheiten derart hintereinander geschaltet, daß die gleichzeitig geförderte Fördermenge auf alle zwangläufig miteinander gekuppelten Pumpen bzw. Kolbenpaare verteilt wird. Eine solche Ausbildung bedingt einen hohen Bauaufwand.In the known machine designed as a pump, there are periodic fluctuations in the delivery rate To avoid this, two or more machine units are connected in series in such a way that that the simultaneously conveyed flow rate on all inevitably coupled pumps resp. Piston pairs is distributed. Such a training requires a high construction cost.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer außen- und parallelachsigen Rotationskolbenmaschine mit Kämmeingriff zwischen zwei Kolben mit ungleicher, nicht kreisförmiger Querschnittsform die Pulsation des Förderstromes durch eine geeignete Ausbildung der Kolbenkontur zu vermeiden.The invention is based on the object of an external and parallel-axis rotary piston machine with meshing engagement between two pistons with unequal, non-circular cross-sectional shape to avoid the pulsation of the delivery flow by a suitable design of the piston contour.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Konturen der Kolben der BedingungAccording to the invention, this object is achieved in that the contours of the pistons meet the condition

5555

d. h., die Länge der Ablaufbögen muß gleich sein, wenn ein einwandfreies Ineinandergreifen der Zahnräder gewährleistet sein soll, wobeid. that is, the length of the drainage arcs must be the same if the gears mesh properly should be guaranteed, whereby

O1P = Q1 und O2P = O 1 P = Q 1 and O 2 P =

ist.is.

Aus der Zeichnung ergibt sich, daß ^1 und Q2 die Radien der Rollkurven E1 und E2 von Führungszahnrädern sind.The drawing shows that ^ 1 and Q 2 are the radii of the rolling curves E 1 and E 2 of guide gears.

Ein nicht pulsierender Förderstrom ist gegeben,There is a non-pulsating flow rate,

wenn die zeitliche Volumenänderung -j- in jedem Augenblick konstant ist. Da durch die konstruktiven Gegebenheiten der Maschine das Volumen V proportional der Fläche A ist und sich die Winkelstellung / proportional mit der Zeit ändert, muß für den nicht pulsierenden Förderstrom ebenfalls die winkelmäßigeif the temporal change in volume -j- is constant at every moment. Since the design of the machine means that the volume V is proportional to the area A and the angular position / changes proportionally with time, the angular position must also be used for the non-pulsating flow rate

dA
Flächenänderung -pr konstant sein. there
Area change -pr be constant.

Aus der Gleichung (1) ergibt sich bei Division durch d X1 :From equation (1), division by d X 1 results:

■ = Konstant. (4)■ = constant. (4)

45 Wenn der Minimalwert von R1 gleich B und entsprechend der Maximalwert von R2 gleich Ra2 ist, dann ergibt sich nach dem Einsetzen der Grenzwerte B und Ra2 für R1 und R2 der Wert für die Konstante zu:45 If the minimum value of R 1 is equal to B and accordingly the maximum value of R 2 is equal to R a2 , then after inserting the limit values B and R a2 for R 1 and R 2, the value for the constant is:

R2 al - B2 = Konstant. R 2 al - B 2 = constant.

Setzt man nun den vorstehenden Wert R2 al — B2 in die obige Gleichung ein, dann ergibt sich die GleichungIf the above value R 2 al - B 2 is now inserted into the above equation, the equation is obtained

(Rj-B^dX1 = (Rl2 -RDdX2 (5) (Rj-B ^ dX 1 = (Rl 2 -RDdX 2 (5)

oder unter Berücksichtigung, daß Q1 dX^ = g2dX2 ist, die Gleichungor considering that Q 1 dX ^ = g 2 dX 2 , the equation

B2) Q2 = (Rl2-Rl)Q1.B 2 ) Q 2 = (Rl 2 -Rl) Q 1 .

(6)(6)

Diese Gleichung (6) gibt die Bedingung für einen nicht pulsierenden Förderstrom wieder.This equation (6) gives the condition for a non-pulsating flow rate.

Ein Zahnprofil, das der obigen Bedingung genügt, eignet sich somit für eine nicht pulsierende Förderung. Betrachtet man die Gleichung theoretisch, dann sagt die Bedingung aus, daß der obenerwähnte Punkt C auf dem Umfang eines Kreises liegt, der so definiert ist, daß sein Mittelpunkt der Berührungspunkt P und der Radius gleich (Q1 — B) sein kann.A tooth profile that meets the above condition is therefore suitable for non-pulsating conveyance. Looking at the equation theoretically, the condition says that the above-mentioned point C lies on the circumference of a circle which is defined so that its center point can be the contact point P and the radius can be equal to (Q 1 -B) .

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (1)

Patentanspruch:Claim: Außen- und parallelachsige Rotationskolbenmaschine mit Kämmeingriff zwischen zwei Kolben mit ungleicher, nicht kreisförmiger Querschnittsform und mit zeitlich gleichbleibender Fördermenge, dadurch gekennzeichnet, daß die Konturen der Kolben der BedingungExternal and parallel axis rotary piston machine with meshing engagement between two pistons with uneven, non-circular cross-sectional shape and with a constant flow rate over time, characterized in that the contours of the pistons of the condition (R2 - B2) Q2 = (Rl2-Rl)Q1 (R 2 - B 2 ) Q 2 = (Rl 2 -Rl) Q 1
DE1426765A 1964-12-04 1965-12-02 External and parallel axis rotary piston machine Expired DE1426765C3 (en)

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JP6792364 1964-12-04

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DE1426765A1 DE1426765A1 (en) 1969-08-28
DE1426765B2 true DE1426765B2 (en) 1974-05-30
DE1426765C3 DE1426765C3 (en) 1975-01-16

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DE1426765A1 (en) 1969-08-28
US3305167A (en) 1967-02-21
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